叉頭框C2蛋白與惡性腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

張麗杰，陳峰，杜曉東，鞠曉華，林志娟，高香紅*

（1濰坊醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，山東省高校免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濰坊，261053；2濰坊市中醫(yī)院，濰坊，261001 ）

叉頭框C2蛋白（forkhead box C2，F(xiàn)OXC2）又稱間充質(zhì)叉頭框1蛋白(mesenchyme forkhead 1，MFH1)，屬于Forkhead box轉(zhuǎn)錄因子家族，可參與細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、代謝和發(fā)育等生理過程的調(diào)節(jié)，具有重要的生物學(xué)功能。近年的研究表明，F(xiàn)OXC2與乳腺癌、胃癌、食管癌、結(jié)直腸癌、腎癌、黑色素瘤以及骨肉瘤等多種惡性腫瘤關(guān)系密切，參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程。因此，現(xiàn)結(jié)合近年來的文獻(xiàn)，就FOXC2與惡性腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為臨床診斷和治療提供參考。

1 FOXC2的結(jié)構(gòu)和功能

FOXC2蛋白由人類的染色體16q24.3區(qū)域基因編碼，僅含有1個(gè)單獨(dú)的外顯子，而無內(nèi)含子，其編碼的蛋白質(zhì)包含501個(gè)氨基酸殘基，具有典型的forkhead轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)，即一段由80～100個(gè)氨基酸組成的DNA結(jié)合域[1]。人類的FOXC2蛋白與小鼠的FOXC2氨基酸序列同源性達(dá)94%以上，分別在5’端與3’端非翻譯區(qū)的核酸序列上有近90%和84%的一致性，進(jìn)化上具有高度保守性。FOXC2的功能最初是在常染體顯性遺傳病淋巴水腫—重睫綜合征中被發(fā)現(xiàn)，隨著進(jìn)一步的研究，人們發(fā)現(xiàn)FOXC2在脂肪、骨、軟骨和腎等多種組織和細(xì)胞中均有表達(dá)，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡及代謝等生物學(xué)功能。近年的研究越來越多的關(guān)注了FOXC2在腫瘤中的表達(dá)和功能，提出FOXC2調(diào)控腫瘤的生長(zhǎng)、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等多種生物學(xué)過程，發(fā)揮重要的促腫瘤進(jìn)展的作用。

2 FOXC2與惡性腫瘤的關(guān)系

FOXC2通過作用于腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等多個(gè)環(huán)節(jié)，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。腫瘤中異常表達(dá)的FOXC2不僅能促進(jìn)自身的細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞的凋亡，還能提高腫瘤干細(xì)胞特征，誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition, EMT）發(fā)生，并增強(qiáng)腫瘤血管的生成，加速腫瘤進(jìn)展。

2.1 FOXC2與腫瘤增殖和凋亡

FOXC2在正常組織中僅少量表達(dá)，而在腫瘤組織中呈明顯高表達(dá)，可引起腫瘤細(xì)胞的異常增殖，極大提高腫瘤細(xì)胞的增殖和成瘤能力；而抑制FOXC2表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞的增殖率和惡性程度下降，生長(zhǎng)和侵襲性明顯減弱，這表明FOXC2可發(fā)揮促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的作用，而這些功能的實(shí)現(xiàn)主要通過激活MAPK、AKT及Beta‐catenin/TCF等信號(hào)通路，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期實(shí)現(xiàn)[2,3]。

抵抗細(xì)胞凋亡是大部分惡性腫瘤的特性，F(xiàn)OXC2在細(xì)胞凋亡中發(fā)揮重要角色。FOXC2表達(dá)上調(diào)后，可激活 AKT和 MAPK信號(hào)通路，抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，并導(dǎo)致凋亡相關(guān)蛋白Bcl‐2表達(dá)降低、Bax和cleaved‐caspase‐3表達(dá)增強(qiáng)，提高腫瘤細(xì)胞化療耐藥性，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[4]。

2.2 FOXC2與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移

腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是一個(gè)多階段發(fā)展的復(fù)雜變化過程，其重要的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是EMT。發(fā)生EMT時(shí)，上皮細(xì)胞會(huì)失去原有的特征，而獲得間充質(zhì)細(xì)胞的特性，如自我更新、侵襲、遷移和耐藥性，促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞的形成。FOXC2是EMT過程中的重要調(diào)節(jié)分子，在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中被激活，可通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT，提高腫瘤干細(xì)胞特性和化療耐藥性，以增強(qiáng)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[5‐7]。

FOXC2促EMT發(fā)生的過程，涉及多種蛋白和信號(hào)的調(diào)節(jié)作用。FOXC2是位于蛋白激酶Cα（PK‐Cα）下游的轉(zhuǎn)錄阻遏蛋白，可抑制p120‐catenin表達(dá)，使上皮標(biāo)志物E‐cadherin 向胞質(zhì)內(nèi)轉(zhuǎn)移，促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移[8]；而FOXF2作為FOXC2上游的重要調(diào)節(jié)因子，可與FOXC2啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)的特異性位點(diǎn)結(jié)合，負(fù)向調(diào)控FOXC2的轉(zhuǎn)錄，抑制EMT發(fā)生，進(jìn)而抑制腫瘤的進(jìn)展[9]；FOXC2也可被上游的絲‐蘇氨酸蛋白激酶p38磷酸化，隨之激活下游靶基因ZEB1的表達(dá)，加速EMT進(jìn)程，提高腫瘤的干細(xì)胞特性和轉(zhuǎn)移[10]。核仁蛋白質(zhì)SENP3（SUMO‐specific protease 3）是介導(dǎo)去SUMO化修飾的重要酶家族成員之一，可通過調(diào)節(jié)FOXC2的去SUMO化修飾，上調(diào)N‐cadherin的表達(dá)，誘導(dǎo)EMT發(fā)生，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[11]；酪蛋白激酶2（CK2）通過磷酸化途徑降解正常上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)富集的FOXC2，而當(dāng)CK2的亞基CK2β異常時(shí)，F(xiàn)OXC2的磷酸化途徑受阻，繼而引起E‐cadherin表達(dá)降低，α‐SMA和Vimentin 表達(dá)增加等EMT特征，提高腫瘤的侵襲和遷移[12]。FOXC2‐AS1是調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展的一種重要反義LncRNA，在細(xì)胞質(zhì)中與FOXC2重疊區(qū)形成RNA‐RNA雙環(huán)結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)FOXC2的表達(dá)，如在骨肉瘤中，F(xiàn)OXC2‐AS1可通過增加FOXC2的表達(dá)提高腫瘤的阿霉素耐藥性，加速腫瘤進(jìn)展[13]。此外，有研究表明FOXC2可通過激活A(yù)KT/GSK‐3β/Snail通路，誘導(dǎo)EMT發(fā)生，促使腫瘤發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[14]；在卵巢癌中，F(xiàn)OXC2也被發(fā)現(xiàn)激活ERK 和（或）AKT/GSK‐3β信號(hào)，提高腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的化療耐藥性，誘導(dǎo)EMT發(fā)生，增強(qiáng)了腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力[15]。

除了影響EMT途徑，F(xiàn)OXC2還可通過其他方式促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。FOXC2可直接作用于原癌基因MET的啟動(dòng)子，增強(qiáng)MET的轉(zhuǎn)錄活性及MET酪氨酸激酶的表達(dá)，激活HGF‐MET信號(hào)通路，引起結(jié)直腸癌細(xì)胞的局部侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[16]。在骨肉瘤中，F(xiàn)OXC2通過與下游靶基因CXCR4結(jié)合，提高腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和成瘤能力[17]。另外，F(xiàn)OXC2還被發(fā)現(xiàn)作為一種重要的轉(zhuǎn)錄因子參與環(huán)氧化酶2（COX2）調(diào)節(jié)的β1‐整合素的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)腫瘤的侵襲性[18]。

2.3 FOXC2與腫瘤血管生成

腫瘤的血管生成是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，可為腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移提供充足的養(yǎng)料，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。FOXC2在食管癌、乳腺癌、結(jié)腸癌及黑色素瘤等多種腫瘤的血管內(nèi)皮細(xì)胞中均呈明顯高表達(dá)，與腫瘤的血管生成密切相關(guān)[19]。FOXC2可通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF‐A和VEGF‐C的表達(dá)，刺激腫瘤血管的生成和發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲[20]。FOXC2亦可通過激活DLL4/Notch1信號(hào)通路，上調(diào)血管內(nèi)皮標(biāo)志物MMP2和內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物CD31的表達(dá)，提高腫瘤血管生成能力，為腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲、轉(zhuǎn)移提供有利條件[21]。FOXC2還能增加腫瘤微環(huán)境中的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞 (CAFs)的數(shù)量，CAFs可分泌基質(zhì)細(xì)胞源性因子1（SDF‐1），后者可激活其受體CXCR4，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤的血管生成[22]。

同時(shí)，F(xiàn)OXC2還參與了血管生成擬態(tài)（vascu‐logenic mimicry，VM）的調(diào)節(jié)。Zhou等[23]通過對(duì)食管鱗狀細(xì)胞癌中FOXC2、EMT、VM相關(guān)標(biāo)記物的表達(dá)及其之間的關(guān)系進(jìn)行分析，顯示FOXC2可能會(huì)通過介導(dǎo)EMT發(fā)生、提高血管內(nèi)皮鈣粘素（VE‐cadherin）和VEGF的表達(dá)等途徑，參與VM的形成，增強(qiáng)食管鱗狀細(xì)胞癌的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。

2.4 FOXC2與腫瘤代謝

腫瘤細(xì)胞的代謝十分旺盛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常細(xì)胞，是腫瘤能夠迅速生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的重要前提和基礎(chǔ)。最新的研究顯示，F(xiàn)OXC2可調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的代謝過程，影響腫瘤的進(jìn)展。FOXC2可激活YAP信號(hào)，上調(diào)己糖激酶（HK2）的表達(dá)，加速腫瘤細(xì)胞的糖酵解進(jìn)程；而采用HK2抑制劑3‐BrPA可有效抑制腫瘤的生成，表明FOXC2可通過激活YAP信號(hào)通路，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的糖代謝，從而提高腫瘤的生存和進(jìn)展[24]。另外，研究表明FOXC2在脂質(zhì)代謝中發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，但確切機(jī)制仍需進(jìn)一步的探討[25]。

3 FOXC2的臨床應(yīng)用

目前，F(xiàn)OXC2已被證實(shí)在食管癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、腎癌、非小細(xì)胞肺癌、宮頸癌、乳腺癌、皮膚癌、骨肉瘤等多種惡性腫瘤中廣泛存在，可作為一種有效的生物標(biāo)記物用來預(yù)測(cè)腫瘤患者的預(yù)后[26]。有研究表明FOXC2高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌患者的5年總生存期和無復(fù)發(fā)生存期較FOXC2低表達(dá)者明顯縮短，預(yù)后不良[27]；在肝細(xì)胞肝癌中，F(xiàn)OXC2的高表達(dá)也被證實(shí)與腫瘤的惡性程度和預(yù)后具有明顯的相關(guān)性[28]；FOXC2在宮頸癌中廣泛表達(dá)，與HPV感染、病理分型、臨床分期、腫瘤大小及分化程度顯著相關(guān)[29]；FOXC2還被證實(shí)高表達(dá)于食管鱗癌組織中，與腫瘤的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，是患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[30]。

此外，針對(duì)FOXC2與其他分子的聯(lián)合檢測(cè)在腫瘤的診斷和評(píng)估患者預(yù)后方面具有一定的價(jià)值。比如，在胃腺癌組織中，對(duì)FOXC2及其家族成員FOXQ1的水平進(jìn)行檢測(cè)，顯示兩者表達(dá)均顯著增加，并與腫瘤的分級(jí)呈正相關(guān)，是評(píng)估患者預(yù)后和指導(dǎo)臨床治療的新靶點(diǎn)[31]；Zhao等[32]提出FOXC2在皮膚鱗癌和基底細(xì)胞癌中高表達(dá)，與內(nèi)源性端粒酶抑制基因PinX1，Ki‐67和 Cyclin D1共同檢測(cè)，在皮膚癌的診斷中具有重要意義。

因此，F(xiàn)OXC2在腫瘤的臨床診斷和評(píng)估患者預(yù)后方面具有重要價(jià)值，有望成為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)。

4 針對(duì)FOXC2的臨床治療

雖然目前尚無關(guān)于直接針對(duì)FOXC2的靶向藥物用于腫瘤臨床治療的報(bào)道，但有不少研究表明，可通過間接途徑抑制FOXC2表達(dá)，發(fā)揮抑制腫瘤進(jìn)展的作用。比如，Maria[33]等發(fā)現(xiàn)了一種小分子抑制劑MC‐1‐F2，能夠降低FOXC2的表達(dá)，誘導(dǎo)鈣黏蛋白轉(zhuǎn)變，逆轉(zhuǎn)EMT，從而有效抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。此外，有研究發(fā)現(xiàn)部分非編碼RNA可影響FOXC2表達(dá)，發(fā)揮抑制腫瘤進(jìn)展的作用。如，microRNA let‐7g可減弱FOXC2的表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，因此，靶向let‐7g/FOXC2軸可作為治療乳腺癌的有效途徑[34]；在胰腺癌中，LncRNA‐CF129能抑制FOXC2的轉(zhuǎn)錄，從而降低胰腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲[35]。另外，基于FOXC2可增強(qiáng)化療藥物耐藥性的特點(diǎn)，可通過在基因?qū)用孢M(jìn)行有效的干預(yù)抑制FOXC2的表達(dá)，恢復(fù)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，進(jìn)而達(dá)到治療腫瘤的目的。

5 結(jié)語與展望

FOXC2在腫瘤的細(xì)胞增殖、侵襲遷移、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管生成以及新陳代謝等方面發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用，有望成為一種關(guān)鍵的生物標(biāo)記物，為腫瘤的臨床診斷和預(yù)后評(píng)估提供有效的參考和借鑒。如何有效的抑制FOXC2的促腫瘤作用，將為未來的腫瘤治療提供新的線索。雖然目前尚無直接針對(duì)FOXC2的靶向藥物，但是隨著蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)以及分子診斷學(xué)等研究的不斷深入和發(fā)展，針對(duì)FOXC2的最新療法將為惡性腫瘤的臨床治療提供新的途徑和可能。